化学选择性必修1第三节 金属的腐蚀与防护课后作业题

这是一份化学选择性必修1第三节 金属的腐蚀与防护课后作业题，共9页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1．如图，各烧杯中盛有海水，铁在其中被腐蚀由快到慢的顺序为( C )
A．②①③④ B．④③①②
C．④②①③ D．③②④①
解析：②③④实质均为原电池装置。③中Fe为正极被保护；②④中Fe为负极，均被腐蚀，但相对来说，Fe和Cu的金属活动性的差别比Fe和Sn的大，故Fe－Cu原电池中Fe被腐蚀得快；①中为普通的腐蚀。
2．铁锅用水清洗放置后出现红褐色的锈斑，在此变化过程中不发生的反应是( A )
A．Fe－3e－===Fe3＋
B．O2＋2H2O＋4e－===4OH－
C．4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
D．2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2
解析：铁锅用水清洗放置后出现红褐色的锈斑，发生电化学腐蚀，负极上铁失去电子生成Fe2＋，正极上氧气得到电子，且Fe(OH)2易被氧化，负极反应为Fe－2e－===Fe2＋，B、C、D均可发生，故选A。
3．下列有关金属腐蚀与防护的说法不正确的是( A )
A．纯银器的表面在空气中因电化学腐蚀渐渐变暗
B．当镀锌铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制品起保护作用
C．金属的电化学腐蚀比化学腐蚀更为普遍
D．相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀
解析：银和空气中H2S反应生成黑色Ag2S，发生化学腐蚀渐渐变暗，A项错误；由于锌比铁活泼，形成原电池，锌作负极，铁作正极仍被保护，B项正确；金属的电化学腐蚀比化学腐蚀更常见，C项正确；相对于内河河水，海水中电解质浓度大，海轮更易被腐蚀，D项正确。
4．如图表示钢铁在海水中的锈蚀过程的模型，以下有关说法正确的是( D )
A．该金属腐蚀过程为析氢腐蚀
B．正极为C，发生的反应为氧化反应
C．在强酸性条件下发生的是吸氧腐蚀
D．正极反应为2H2O＋O2＋4e－===4OH－
解析：钢铁中含有铁和碳，在潮湿环境中构成原电池，铁作负极，碳作正极，由图示看发生的是吸氧腐蚀，即在强酸性条件下发生析氢腐蚀，中性或弱酸性条件下发生吸氧腐蚀，正极发生还原反应，反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，故选D。
5．一定条件下，碳钢腐蚀与溶液pH的关系如下：
下列说法不正确的是( C )
A．在pH6溶液中，碳钢主要发生吸氧腐蚀
C．在pH>14溶液中，碳钢腐蚀的正极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O
D．在煮沸除氧气后的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率会减慢
解析：当pH＜4，酸性强，碳钢主要发生析氢腐蚀，A项正确；pH＞6，酸性较弱，碳钢主要发生吸氧腐蚀，B项正确；pH＞14强碱性溶液中发生吸氧腐蚀，正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，C项错误；煮沸除氧的碱性溶液中，碳钢腐蚀速率减慢，D项正确。
6．铜板上铁铆钉长期暴露在潮湿的空气中，形成一层酸性水膜后铁铆钉会被腐蚀，如图。下列说法不正确的是( A )
A．腐蚀过程中铜极上始终只发生：2H＋＋2e－===H2↑
B．若水膜中溶有食盐将加快铁铆钉的腐蚀
C．若在金属表面涂一层油脂能防止铁铆钉被腐蚀
D．若将该铜板与直流电源负极相连，则铁铜均难被腐蚀
解析：A项，根据图示可知左侧Cu上发生吸氧腐蚀，右侧Cu上发生析氢腐蚀，则两个铜极上的反应是O2＋4e－＋4H＋===2H2O,2H＋＋2e－===H2↑，错误；B项，若水膜中溶有食盐，增加介质的导电性，将加快铁铆钉的腐蚀，正确；C项，在金属表面涂一层油脂，能防止金属表面形成水膜，不能构成原电池，所以能防止铁铆钉被腐蚀，正确；D项，若将该铜板与电源负极相连，相当于外界电子由铜电极强制转送给铁，从而抑制铁失电子而不易被腐蚀，正确。
7．研究金属腐蚀及防护的装置如图所示。下列有关说法不正确的是( B )
A．图1：a点溶液变红
B．图1：a点的铁比b点的铁腐蚀严重
C．图2：若d为锌，则铁不易被腐蚀
D．图2：正极的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－
解析：食盐水的边缘处与空气接触，氧气得电子，故a处电极方程式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，a点溶液变红，A正确；a点与空气接触，氧气得电子发生还原反应，a点为正极，b点为负极，负极被腐蚀，所以b点的铁比a点的铁腐蚀严重，B错误；Fe和Zn形成原电池，Zn为负极，铁为正极，正极被保护，则铁不易被腐蚀，C正确；图2中发生吸氧腐蚀，正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，D正确。
8．某研究小组为探究铁发生电化学腐蚀的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞(如图甲)从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化结果如图乙，下列叙述错误的是( C )
A．图丙中，发生腐蚀时电子转移方向如箭头所示
B．图乙中，t2时容器中压强明显小于起始压强是因为铁粉发生了吸氧腐蚀
C．碳粉表面的电极反应式只有O2＋4e－＋2H2O===4OH－
D．若将丙图中的C换成Zn，铁的腐蚀速率会大大降低，这是利用了牺牲阳极的保护法
解析：铁粉和碳粉形成原电池，碳作正极，开始时发生析氢腐蚀，正极反应为2H＋＋2e－===H2↑，后来发生吸氧腐蚀，正极反应为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，故C项错误。
9．(2024·南京高二检测)下列对生铁片锈蚀对比实验的分析正确的是( C )
A.对比实验①②③，说明苯能隔绝O2
B．实验①中，生铁片未见明显锈蚀的主要原因是缺少O2
C．实验②中，饱和食盐水中溶解的O2不足以使生铁片明显锈蚀
D．实验③中，属于铁的吸氧腐蚀，负极反应：O2＋4e－＋2H2O===4OH－
解析：对比①②③，说明生铁腐蚀，碳为正极，铁为负极，需足量O2和水，由实验③可知，生铁片明显锈蚀，说明苯不能隔绝O2，故A错误；原电池的形成条件：有两个活泼性不同的电极、电解质溶液、闭合回路，实验①中，苯不是电解质溶液，生铁难以腐蚀，故B错误；实验③中，铁是负极，发生氧化反应，生成Fe2＋，电极反应为Fe－2e－===Fe2＋，故D错误。
10．验证牺牲阳极法实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液)。
下列说法不正确的是( D )
A．对比②③，可以判定Zn保护了Fe
B．对比①②，K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化
C．验证Zn保护Fe时不能用①的方法
D．将Zn换成Cu，用①的方法可判断Fe比Cu活泼
11．下列关于金属腐蚀与防护的说法不正确的是( C )
A．图①，放置于干燥空气中的铁钉不易生锈
B．图②，若断开电源，钢闸门将发生吸氧腐蚀
C．图②，若将钢闸门与电源的正极相连，可防止钢闸门腐蚀
D．图③，若金属M比Fe活泼，可防止钢铁输水管腐蚀
解析：与电源正极相连作阳极，活泼金属作阳极时，金属失电子易被腐蚀，所以若将钢闸门与电源的正极相连，则会加快钢闸门的腐蚀，故C错误。
12．在日常生活中，我们经常看到铁制品生锈、铝制品表面出现白斑等众多的金属腐蚀现象。可以通过下列装置所示实验进行探究。下列说法正确的是( B )
A．按图Ⅰ装置实验，为了更快更清晰地观察到液柱上升，采用下列方法：用酒精灯加热左边的具支试管
B．图Ⅲ装置的总反应为4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3，生成的Al(OH)3进一步脱水形成白斑
C．图Ⅱ是图Ⅰ所示装置的原理示意图，图Ⅱ的正极材料是铁
D．铝制品表面出现白斑可以通过图Ⅲ装置进行探究，Cl－由活性炭区向铝箔表面区迁移，并在铝箔上发生电极反应：2Cl－－2e－===Cl2↑
二、非选择题
13．钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢铁占世界钢铁年产量的三分之一。请回答钢铁在腐蚀、防护过程中的有关问题。
(1)在实际生产中，可在铁件的表面镀上锌保护层或锡保护层防止铁被腐蚀。镀层破损后，镀锡铁和镀锌铁更容易被腐蚀的是镀锡铁(填“镀锡铁”或“镀锌铁”)。
(2)下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀BD。
,A) ,B)
,C) ,D)
(3)利用如图装置可以模拟铁的电化学防护。
①若X为碳棒，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于N处。假设海水中只有NaCl溶质，写出此时总离子反应方程式： 2Cl－＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(通电))H2↑＋Cl2↑＋2OH－ 。
②若X为锌，开关K置于M处，该电化学防护法称为牺牲阳极保护法(牺牲阳极的阴极保护法)，写出铁电极处的电极反应式： O2＋4e－＋2H2O===4OH－ 。
解析：(1)铁比锡活泼，形成原电池反应时，铁为负极，锡为正极，镀层破损后，镀锡铁比镀锌铁更容易被腐蚀，而锌比铁活泼，形成原电池反应时，铁为正极，锌为负极，铁难以被氧化。
(2)形成原电池反应，铁为负极，碳为正极，为铁的吸氧腐蚀，故A错误；锌比铁活泼，铁为正极，被保护而难以腐蚀，故B正确；水中溶解氧气，铁可发生腐蚀，故C错误；铁连接电源负极，为阴极，被保护不易腐蚀，故D正确。故选BD。
(3)①若X为碳棒，由于Fe比较活泼，为减缓铁的腐蚀，应使Fe为电解池的阴极，故K连接N处，假设海水中只有NaCl溶质，则此时总离子反应方程式为2Cl－＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(通电))H2↑＋Cl2↑＋2OH－；
②若X为锌，开关K置于M处，Zn为负极被腐蚀，Fe为正极被保护，该防护法称为牺牲阳极的阴极保护法，正极反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－。
14．回答下列问题：
(1)如图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。
①该电化学腐蚀称为吸氧腐蚀。
②图中A、B、C、D四个区域，生成铁锈最多的是B(填字母)。
③以锌为负极，采用牺牲阳极的阴极保护法防止铁闸的腐蚀，图中锌块的固定位置最好应在C处(填字母)。
(2)石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐，完成如图防腐示意图，并作相应标注：
答案：
(3)如图，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U形管中，下列分析正确的是B(填字母)。
A．K1闭合，铁棒上发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑
B．K1闭合，石墨棒周围溶液pH逐渐升高
C．K2闭合，铁棒不会被腐蚀，属于牺牲阳极的阴极保护法
D．K2闭合，电路中通过0.002 NA个电子时，两极共产生0.001 ml气体
解析：(1)①由图可知，海水溶液为弱酸性，则Fe失去电子，正极上氧气得到电子，发生吸氧腐蚀。②A处没有接触电解质，C、D两处没有接触空气，故产生铁锈最多的是B。③锌块应固定在腐蚀最严重的C处形成原电池，锌作负极，铁闸作正极，得到保护。
(2)铜比石墨活泼，所以应用外加电流的阴极保护法保护铜，所以石墨作阳极，铜作阴极，故答案为
。
(3)K1闭合，该装置是原电池，中性条件下，铁发生吸氧腐蚀，Fe易失电子生成亚铁离子而作负极，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，故A错误；K1闭合，该装置是原电池，中性条件下，Fe发生吸氧腐蚀，Fe作负极、C作正极，正极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，正极附近有OH－生成导致溶液pH增大，故B正确；K2闭合，该装置是电解池，C作阳极、Fe作阴极，Fe被保护，因为有外加电源，所以属于外加电源的阴极保护法，故C错误；K2闭合，该装置是电解池，C作阳极、Fe作阴极，Fe被保护，阳极上Cl－放电生成氯气、阴极上水得电子生成氢气和OH－，阳极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑、阴极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，根据电极反应式知，电路中通过0.002NA个电子即0.002 ml电子，阳极上生成n(Cl2)＝0.002 ml/2×1＝0.001 ml，阴极上生成n(H2)＝0.002 ml/2×1＝0.001 ml，所以两个电极共产生0.002 ml气体，故D错误。
15．以NaCl为主要成分的融雪剂会腐蚀桥梁、铁轨等钢铁设备。某研究小组探究NaCl溶液对钢铁腐蚀的影响。
(1)将滤纸用3.5%的NaCl溶液润湿，涂上铁粉、碳粉的混合物，贴在表面皿上。在滤纸上加几滴检验试剂，再缓慢加入NaCl溶液至没过滤纸，操作如下所示：
①实验ⅰ的现象说明，得电子的物质是O2。
②碳粉的作用是与铁组成原电池，作原电池的正极。
③
为了说明NaCl的作用，需要补充的对照实验是用水代替NaCl溶液进行上述实验。
(2)向如图示装置的烧杯a、b中各加入30 mL 3.5%的NaCl溶液，闭合K，指针未发生偏转。加热烧杯a，指针向右偏转。
①取a、b中溶液少量，滴加K3Fe(CN)6溶液，a中出现蓝色沉淀，b中无变化，b中铁片作正极。
②加热后，指针发生偏转的原因可能是温度升高，Fe还原性增强，反应速率加快。
(3)用(2)中图示装置探究不同浓度NaCl溶液对钢铁腐蚀的影响，向烧杯a、b中各加入30 mL不同质量分数的NaCl溶液，实验记录如下表所示。
①Ⅱ中，b中电极发生的电极反应式是 Fe－2e－===Fe2＋ 。
②Ⅲ中，铁在饱和NaCl溶液中不易被腐蚀。查阅资料可知：在饱和NaCl溶液中O2浓度较低，钢铁不易被腐蚀。设计实验证明：另取两个烧杯，分别往其中加入铁片和一定量的饱和NaCl溶液，再分别滴加几滴K3Fe(CN)6溶液，然后往其中一个烧杯中通入O2，观察现象。
(4)根据上述实验，对钢铁腐蚀有影响的因素是温度、NaCl溶液的浓度、O2的浓度。
解析：(1)①铁、碳以氯化钠溶液为电解质形成原电池，酚酞变红说明生成氢氧根离子，发生吸氧腐蚀，故得电子的物质是O2；
②铁与碳以氯化钠溶液为电解质形成原电池，铁作原电池负极，碳作正极；
③为了说明NaCl的作用，需要补充的对照实验是，用水作电解质，代替氯化钠进行上述实验。
(2)①K3Fe(CN)6溶液与二价铁离子反应生成蓝色沉淀，而取a、b中溶液少量，滴加K3Fe(CN)6溶液，a中出现蓝色沉淀，说明a中生成二价铁离子，b中无变化，b中没有二价铁离子生成，所以a作负极，b作正极；
②加热后，指针发生偏转的原因可能是：温度升高，Fe还原性增强，反应速率加快。
(3)①依据图表中Ⅱ组数据及指针向左偏转，则可知：b极为负极，失去电子发生氧化反应，电极反应式：Fe－2e－===Fe2＋；
②要证明氧气浓度对金属腐蚀速率的影响，可以设计对比实验，如下：另取两个烧杯，分别往其中加入铁片和一定量的饱和NaCl溶液，再分别滴加几滴K3[Fe(CN)6]溶液，然后往其中一个烧杯中通入O2，观察现象。
(4)通过上述实验可知：对钢铁腐蚀有影响的因素有温度、NaCl溶液的浓度、O2的浓度。pH
2
4
6
6.5
8
13.5
14
腐蚀快慢
较快
慢
较快
主要产物
Fe2＋
Fe3O4
Fe2O3
FeOeq \\al(－,2)
序号
①
②
③
实验
现象
8小时未观察到明显锈蚀
8小时未观察到明显锈蚀
1小时观察到明显锈蚀
①
在Fe表面生成蓝色沉淀
②
试管内无明显变化
③
试管内生成蓝色沉淀
实验
a
b
指针偏转方向
I
0.1%
0.01%
向右
Ⅱ
0.1%
3.5%
向左
Ⅲ
3.5%
饱和溶液
向右